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Usando Enrolamento de Aceleração para Sistemas de Rolamento de Rolos

O envolvimento de aceleração é uma técnica de processamento de sinal sofisticada que pode ajudar os fabricantes na indústria de processos a identificar a falha de rolamento em um estágio inicial e manter o tempo de inatividade da máquina ao mínimo.

Chris Hansford, diretor-gerente da Hansford Sensors, revela tudo.

As operadoras experientes geralmente podem dizer se uma máquina não está funcionando corretamente, com base em que simplesmente não "so direito". O mesmo princípio pode ser aplicado - usando eletrônicos modernos - para identificar a causa exata do problema.

Envelopamento de aceleração

Os acelerômetros sensíveis podem detectar e analisar as vibrações dos equipamentos industriais, destacando problemas como desalinhamento ou desequilíbrio dos rolamentos. A técnica, conhecida como análise de vibração, tornou-se bem estabelecida em todo o setor de manufatura. Pode identificar a falha do rolamento nos estágios iniciais, quando há um defeito microscópico na pista, por exemplo. O problema é que o sinal de identificação geralmente é afogado em todos os outros ruídos que emanam da máquina.

Dispositivo de filtragem

É vital pegar esse tipo de defeitos o mais cedo possível, para impedir que eles se desenvolvam em problemas mais sérios. Uma maneira de abordar o sinal de interesse - e filtrar o "ruído" - é usar uma técnica de processamento de sinal chamada de aceleração envolvente. Ele funciona através da filtragem progressiva de partes indesejadas do espectro de vibração até que o sinal de um defeito de rolamento possa ser claramente visto - extraindo vibrações repetitivas de baixo nível do ruído em torno dele.

A forma de onda não filtrada de um rolamento defeituoso é uma mistura de freqüências baixas e altas, sem padrão óbvio. O primeiro passo é aplicar um filtro passa-banda, que isola apenas as freqüências nas quais o sinal de interesse se esconde. É necessária alguma experiência para saber como escolher as frequências de passagem alta e baixa.

A saída filtrada identificará sinais repetitivos de alta freqüência, embora sejam necessários mais passos para identificar o específico para o defeito do rolamento. Primeiro, a forma de onda é rectificada - invando a parte negativa para positiva - e então é envolvida (ou desmodulada) ao traçar uma linha sobre a forma geral do sinal rectificado. Este 'envelope' agora é usado como um verdadeiro sinal de vibração - ajudando a se destacar do ruído.

O envelope ajuda a conter sinais regularmente espaçados, como um único defeito em uma pista. Outras causas de ruído, como a rotação do eixo, são aleatórias; portanto, não produzirão picos uniformemente espaçados.

A tecnica

O envolvimento de aceleração é mais comumente usado em sistemas de rolamento de rolos, mas também pode ser aplicado em áreas como motores elétricos e caixas de engrenagens. É um fator chave no sucesso dos programas de manutenção baseados em condições (CBM).

Enquanto o envolvimento é mais comumente usado com sinais no espectro de aceleração, ele pode ser usado para melhorar outras medidas, como um pulso de choque.

Uma vez que o sinal foi filtrado, as informações podem ser coletadas do acelerômetro usando um coletor de dados, pronto para revisão e interpretação por um especialista - quem pode decidir se o trabalho de manutenção é necessário ou não é necessário imediatamente ou pode ser planejado como parte dos horários de rotina.

Embora o envolvimento da aceleração possa parecer a resposta definitiva para detectar a falha do rolamento, ele não pode ser universalmente aplicado a qualquer máquina. A técnica detecta falhas envolvendo interações repetitivas, metal-a-metal. Qualquer coisa que mascara isso, como juntas ou amortecedores, pode colocar uma máquina fora do seu escopo de uso.

Aceleração envolvente em ação

Embora o desgaste tende a ser gradual em vez de catastrófico, ele pode, no entanto, levar a reparos caros que, em termos de tempo de inatividade, custam muito mais do que apenas o custo de um rolamento ou engrenagem de substituição teria. O monitoramento regular de vibração pode impedir que esses problemas ocorram.

A complexidade de algumas máquinas utilizadas na fabricação, no entanto, pode apresentar um desafio para o monitoramento de vibrações. Por exemplo, as caixas de engrenagens e os geradores geralmente podem ter muitos rolamentos de elementos rolantes instalados, enquanto as caixas de velocidades podem incorporar uma série de etapas, cada uma com engrenagens múltiplas. Esses componentes geram assinaturas de vibração únicas, com diferentes amplitudes e freqüências, que podem ser difíceis de isolar umas das outras e que podem ser mascaradas pelo ruído dos sistemas circundantes.

É aqui que uma técnica como o envolvimento de aceleração pode desempenhar um papel crucial, permitindo que analistas de vibração e engenheiros de manutenção separem as assinaturas de vibração e identifiquem as mudanças nas condições de sinal, o que pode indicar aumento do desgaste.

Para ser eficaz, o envolvimento de aceleração requer o uso de acelerômetros múltiplos, instalados em todas as peças rotativas chave. Estes incluem os rolamentos principais, as estações de engrenagens planetárias, intermediárias e de alta velocidade, o gerador (rolamentos internos e externos) e, idealmente, os movimentos transversais e axiais da nácar.

Em cada caso, existem vários fatores críticos que devem ser considerados. Em particular, cada acelerômetro deve ser montado de forma segura em uma base limpa e sólida, e tão perto do componente que está sendo monitorado quanto possível. Também é importante coletar dados de forma consistente; Isso garante que qualquer alteração nas condições operacionais ou tendências ao longo do tempo pode ser identificada com precisão o mais cedo possível. Os últimos coletores de dados manuais possuem software capaz de calcular automaticamente o envolvimento de aceleração, ou o software pode ser transmitido para um centro de monitoramento remoto para análise subseqüente.

Aceleração envolvendo fatores de sucesso

Sensor Hansford

Se um aplicativo é adequado para envolvimento, vários fatores ajudarão a garantir melhores resultados. Em primeiro lugar, os acelerômetros para medir o sinal de baixo nível devem ser selecionados cuidadosamente - na faixa de freqüência adequada - para atender às necessidades da máquina ou aplicação em particular.

Em segundo lugar, os acelerômetros devem ser montados corretamente - perto do componente que está sendo monitorado, em uma superfície plana e limpa para garantir resultados consistentes. A má montagem pode reduzir a confiabilidade e muitas vezes tornar os dados coletados redundantes.

Uma vez que os acelerômetros foram instalados e calibrados, as leituras de dados devem ser tomadas em intervalos regulares ao longo de um período de tempo para permitir a realização de análises de tendência precisas. Isso permite que uma condição de deterioração constante seja identificada, por exemplo.

É importante entender que a informação fornecida não é uma simples resposta "sim / não" e requer alguma habilidade e experiência para interpretar: a amplitude de uma condição de piora pode reduzir ao longo do tempo, por exemplo, pois a imperfeição torna-se um pouco mais suave .

Os benefícios potenciais da envolvente de aceleração são claros, mas seria imprudente confiar apenas na técnica. Implementá-lo como parte de um regime mais amplo de monitoramento e análise pode ser muito mais efetivo - ajudando os engenheiros da planta a salvaguardar a saúde, desempenho e produtividade de todos os bens sob seus cuidados.

Informador de Indústria de Processos

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